神經(jīng)干細(xì)胞的臨床應(yīng)用
作者:時(shí)間:2011-02-21 11:07:41 來(lái)源:www.vortexsignal.com 閱讀次數(shù):989次 ]
農(nóng)業(yè)論文發(fā)表
【關(guān)鍵詞】 神經(jīng)干細(xì)胞 臨床 應(yīng)用
1 NSC的來(lái)源
據(jù)來(lái)源部位的不同,可分為胚胎來(lái)源及成體來(lái)源,分別稱為胚胎干細(xì)胞(EmbryonicStem Cell,ESC)及成體干細(xì)胞(Adult Stem Cell,ASC)。ESC來(lái)源于胚胎胚泡階段,即胚胎發(fā)育過(guò)程中植入于宮壁內(nèi)之前階段。ASC來(lái)自于成體組織,能在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確復(fù)制自己,進(jìn)行自我更新,能生長(zhǎng)成成體的細(xì)胞類型,具有一定形態(tài)特征和指定的功能。由于ESC研究與應(yīng)用面臨倫理、宗教、法律、免疫排斥和潛在致瘤性等問(wèn)題,在實(shí)際操作上仍有一定困難。而ASC“可塑性”的發(fā)現(xiàn)及相關(guān)研究在不同程度上避免了這些問(wèn)題,是細(xì)胞替代治療和基因組織工程研究的熱點(diǎn)之一。
2 臨床應(yīng)用 農(nóng)業(yè)論文發(fā)表
對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)退行性病變及嚴(yán)重?fù)p傷,NSC移植有可能替代衰老、變性和死亡的神經(jīng)細(xì)胞,重建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),恢復(fù)受損的腦功能。這種治療方法具有以下的特點(diǎn):a.NSC在腦中能根據(jù)周圍環(huán)境的誘導(dǎo)而分化成相應(yīng)的細(xì)胞類型,其形態(tài)功能與附近原有細(xì)胞非常類似。b.免疫源性弱,免疫反應(yīng)小。c.低毒性,致瘤性弱。
3 細(xì)胞替代治療 傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元的產(chǎn)生只發(fā)生于胚胎期及出生后的一段時(shí)間,成熟的神經(jīng)元很難或不能分裂,各種原因造成神經(jīng)元的變性壞死,其缺失將是永久性的,只能由膠質(zhì)細(xì)胞來(lái)替換。 NSCSHASC可朔性的發(fā)現(xiàn),使神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療進(jìn)入了新的時(shí)代。細(xì)胞替代治療策略包括:a.利用調(diào)控手段刺激、促進(jìn)內(nèi)源性NSC更新修復(fù),產(chǎn)生神經(jīng)細(xì)咆替代變性、壞死的神經(jīng)細(xì)胞,從而達(dá)到修復(fù)神經(jīng)功能的目的。b.移植外源性和內(nèi)源性NSC,使其生長(zhǎng)、分化為神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)。需要說(shuō)明的是這兩種方法并非孤立,而是可以同時(shí)使用并互相促進(jìn)的。NSC移植方法包括:a.細(xì)胞懸浮液立體定位注射法;b.膠原基質(zhì)包埋移植法;c.生物材料(PGA、PLA等)吸附移植法;d.靜脈內(nèi)細(xì)胞懸液輸入法;e.腦室內(nèi)或腰穿細(xì)胞懸液注射法。從來(lái)源上看,細(xì)胞替代治療包括以下幾方面。
3.1 ESC:主要來(lái)源于早期胚胎(桑椹胚一胚泡),在有分化抑制因子的條件下分化為NSC。
3.2 異體NSC:主要來(lái)自流產(chǎn)的胎腦室管膜組織,越早期的胎兒NSC的比例越高。
3.3 自體NSC:臨床志愿者術(shù)中腦組織碎片分離得到的NSC或是收集腦室周圍的NSC在體外培養(yǎng)擴(kuò)增后植入患者體內(nèi),或是運(yùn)用藥物刺激內(nèi)源性NSC增殖分化(如把TGF-a注射到帕金森病模型中,發(fā)現(xiàn)動(dòng)物側(cè)腦室和海馬齒狀回的NSC增殖并遷移到受損區(qū)域,分化為多巴胺神經(jīng)細(xì)胞,引起癥狀的改善)。
3.4 MSC:來(lái)源廣泛,免疫源性弱,注入人體后,無(wú)明顯的炎癥反應(yīng)和淋巴細(xì)胞浸潤(rùn),同時(shí)植入后沒(méi)有觀察到神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生和腫瘤細(xì)胞的發(fā)生。 3.5 HSC:用于造血系統(tǒng)疾病的治療已取得了滿意的效果。研究發(fā)現(xiàn)HSC在星形膠質(zhì)細(xì)胞條件培養(yǎng)液中分化的細(xì)胞GFAP、NSE和Nestion陽(yáng)性表達(dá)。 Borila等發(fā)現(xiàn)成人骨髓的HSC在體外培養(yǎng)條件下可分化為不同的神經(jīng)細(xì)胞,將HSC移植入新生兒體內(nèi),一個(gè)月后在腦室區(qū)和腦室下區(qū)檢測(cè)到了NSC,并進(jìn)而分化為功能性的少突膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元。
4 基因或藥物治療載體NSC的應(yīng)用 中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后神經(jīng)修復(fù)困難的原因之一,是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有穩(wěn)定的適合神經(jīng)元軸突再生的微環(huán)境,包括膠質(zhì)細(xì)胞增生形成疤痕,對(duì)神經(jīng)元軸突再生形成空間障礙、促神經(jīng)生長(zhǎng)因子或神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的缺乏和神經(jīng)元軸突生長(zhǎng)抑制因子的存在等。NSC作為基因載體是近幾年研究的新方向,其獨(dú)有的生物學(xué)特性:a.良好基因可操作性,可攜帶多個(gè)外源基因,轉(zhuǎn)染后可在體內(nèi)、外穩(wěn)定表達(dá);b.具有遠(yuǎn)距離遷徙能力;d.對(duì)外源性基因容受性強(qiáng);e.免疫源性弱;f.體外易于保持微分化狀態(tài);g.隨微環(huán)境作相應(yīng)分化的特點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)神經(jīng)移植區(qū)域的細(xì)胞替代等,使其成為中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病基因治療的理想載體。轉(zhuǎn)基因NSC一方面分泌細(xì)胞因子,產(chǎn)生對(duì)NSC和神經(jīng)元的營(yíng)養(yǎng)、保護(hù)、抗凋亡作用;另一方面,NSC分化的細(xì)胞將產(chǎn)生神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等,有望實(shí)現(xiàn)受損細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重建與替代。同時(shí),作為基因載體,NSC還可通過(guò)基因修飾產(chǎn)生特殊的蛋白質(zhì),用于神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤和其他疾病的治療。 農(nóng)業(yè)論文發(fā)表
5 組織培養(yǎng) 在適當(dāng)?shù)臈l件作用下,NSC有可能在體外培養(yǎng)體系中形成神經(jīng)組織,如果此目標(biāo)實(shí)現(xiàn),將大大推進(jìn)NSC的臨床應(yīng)用。
6 病毒致神經(jīng)疾病機(jī)制研究 NSC已用于鼠的致腫瘤病毒的神經(jīng)疾病發(fā)病機(jī)制的研究。通過(guò)將病毒轉(zhuǎn)染到 NSC中,利用NSC的生物學(xué)特性,使病毒在試驗(yàn)動(dòng)物腦內(nèi)擴(kuò)散,觀察其神經(jīng)毒力。
7 NSC聯(lián)合生物材料應(yīng)用 通過(guò)在損傷的神經(jīng)組織中植入生物材料“支架”,保護(hù)了神經(jīng)組織不受進(jìn)—步的損害,減少疤痕和空洞的形成,在一定程度上促進(jìn)和引導(dǎo)了神經(jīng)軸突的再生和延伸。Suzuki等使用藻酸鹽為載體填充損傷的脊髓后,將胚胎海馬源性的NSC植入損傷部位,2周后發(fā)現(xiàn)NSC明顯移行,并整合入受者脊髓中;不使用藻酸鹽,移植細(xì)胞成活很少。目前這方面的研究不多。可應(yīng)用的生物材料主要有:a.天然聚合物:藻酸鹽水凝膠、Ⅰ型膠原等;b.合成生物可降解材料:聚乳酸等;c.合成生物非降解聚合物:聚甲基丙烯酸羥乙酯等;d.可降解材料復(fù)臺(tái)物:聚羥基丁酸鹽與藻酸鹽水凝膠復(fù)合物等;e.非降解材料復(fù)合物導(dǎo)管:丙烯酸聚合物或PNA/PVC的共聚物制成的導(dǎo)管。Borgen
【摘要】干細(xì)胞是上世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn),是當(dāng)前生命科學(xué)的研究熱點(diǎn),為世人矚目。神經(jīng)干細(xì)胞(Neural Stem Cell,NSC)是其中最有發(fā)展前景的重要分支,它具備未分化特性、增殖和自我更新以及分化產(chǎn)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要類型細(xì)胞的能力。Mckay將 NSC的概念概括為:能無(wú)限增殖,具有分化為神紹元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞的能力,能自我更新并提供大量腦組織細(xì)胞的細(xì)胞。 【關(guān)鍵詞】 神經(jīng)干細(xì)胞 臨床 應(yīng)用
1 NSC的來(lái)源
據(jù)來(lái)源部位的不同,可分為胚胎來(lái)源及成體來(lái)源,分別稱為胚胎干細(xì)胞(EmbryonicStem Cell,ESC)及成體干細(xì)胞(Adult Stem Cell,ASC)。ESC來(lái)源于胚胎胚泡階段,即胚胎發(fā)育過(guò)程中植入于宮壁內(nèi)之前階段。ASC來(lái)自于成體組織,能在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確復(fù)制自己,進(jìn)行自我更新,能生長(zhǎng)成成體的細(xì)胞類型,具有一定形態(tài)特征和指定的功能。由于ESC研究與應(yīng)用面臨倫理、宗教、法律、免疫排斥和潛在致瘤性等問(wèn)題,在實(shí)際操作上仍有一定困難。而ASC“可塑性”的發(fā)現(xiàn)及相關(guān)研究在不同程度上避免了這些問(wèn)題,是細(xì)胞替代治療和基因組織工程研究的熱點(diǎn)之一。
2 臨床應(yīng)用 農(nóng)業(yè)論文發(fā)表
對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)退行性病變及嚴(yán)重?fù)p傷,NSC移植有可能替代衰老、變性和死亡的神經(jīng)細(xì)胞,重建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),恢復(fù)受損的腦功能。這種治療方法具有以下的特點(diǎn):a.NSC在腦中能根據(jù)周圍環(huán)境的誘導(dǎo)而分化成相應(yīng)的細(xì)胞類型,其形態(tài)功能與附近原有細(xì)胞非常類似。b.免疫源性弱,免疫反應(yīng)小。c.低毒性,致瘤性弱。
3 細(xì)胞替代治療 傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元的產(chǎn)生只發(fā)生于胚胎期及出生后的一段時(shí)間,成熟的神經(jīng)元很難或不能分裂,各種原因造成神經(jīng)元的變性壞死,其缺失將是永久性的,只能由膠質(zhì)細(xì)胞來(lái)替換。 NSCSHASC可朔性的發(fā)現(xiàn),使神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療進(jìn)入了新的時(shí)代。細(xì)胞替代治療策略包括:a.利用調(diào)控手段刺激、促進(jìn)內(nèi)源性NSC更新修復(fù),產(chǎn)生神經(jīng)細(xì)咆替代變性、壞死的神經(jīng)細(xì)胞,從而達(dá)到修復(fù)神經(jīng)功能的目的。b.移植外源性和內(nèi)源性NSC,使其生長(zhǎng)、分化為神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)。需要說(shuō)明的是這兩種方法并非孤立,而是可以同時(shí)使用并互相促進(jìn)的。NSC移植方法包括:a.細(xì)胞懸浮液立體定位注射法;b.膠原基質(zhì)包埋移植法;c.生物材料(PGA、PLA等)吸附移植法;d.靜脈內(nèi)細(xì)胞懸液輸入法;e.腦室內(nèi)或腰穿細(xì)胞懸液注射法。從來(lái)源上看,細(xì)胞替代治療包括以下幾方面。
3.1 ESC:主要來(lái)源于早期胚胎(桑椹胚一胚泡),在有分化抑制因子的條件下分化為NSC。
3.2 異體NSC:主要來(lái)自流產(chǎn)的胎腦室管膜組織,越早期的胎兒NSC的比例越高。
3.3 自體NSC:臨床志愿者術(shù)中腦組織碎片分離得到的NSC或是收集腦室周圍的NSC在體外培養(yǎng)擴(kuò)增后植入患者體內(nèi),或是運(yùn)用藥物刺激內(nèi)源性NSC增殖分化(如把TGF-a注射到帕金森病模型中,發(fā)現(xiàn)動(dòng)物側(cè)腦室和海馬齒狀回的NSC增殖并遷移到受損區(qū)域,分化為多巴胺神經(jīng)細(xì)胞,引起癥狀的改善)。
3.4 MSC:來(lái)源廣泛,免疫源性弱,注入人體后,無(wú)明顯的炎癥反應(yīng)和淋巴細(xì)胞浸潤(rùn),同時(shí)植入后沒(méi)有觀察到神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生和腫瘤細(xì)胞的發(fā)生。 3.5 HSC:用于造血系統(tǒng)疾病的治療已取得了滿意的效果。研究發(fā)現(xiàn)HSC在星形膠質(zhì)細(xì)胞條件培養(yǎng)液中分化的細(xì)胞GFAP、NSE和Nestion陽(yáng)性表達(dá)。 Borila等發(fā)現(xiàn)成人骨髓的HSC在體外培養(yǎng)條件下可分化為不同的神經(jīng)細(xì)胞,將HSC移植入新生兒體內(nèi),一個(gè)月后在腦室區(qū)和腦室下區(qū)檢測(cè)到了NSC,并進(jìn)而分化為功能性的少突膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元。
4 基因或藥物治療載體NSC的應(yīng)用 中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后神經(jīng)修復(fù)困難的原因之一,是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有穩(wěn)定的適合神經(jīng)元軸突再生的微環(huán)境,包括膠質(zhì)細(xì)胞增生形成疤痕,對(duì)神經(jīng)元軸突再生形成空間障礙、促神經(jīng)生長(zhǎng)因子或神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的缺乏和神經(jīng)元軸突生長(zhǎng)抑制因子的存在等。NSC作為基因載體是近幾年研究的新方向,其獨(dú)有的生物學(xué)特性:a.良好基因可操作性,可攜帶多個(gè)外源基因,轉(zhuǎn)染后可在體內(nèi)、外穩(wěn)定表達(dá);b.具有遠(yuǎn)距離遷徙能力;d.對(duì)外源性基因容受性強(qiáng);e.免疫源性弱;f.體外易于保持微分化狀態(tài);g.隨微環(huán)境作相應(yīng)分化的特點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)神經(jīng)移植區(qū)域的細(xì)胞替代等,使其成為中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病基因治療的理想載體。轉(zhuǎn)基因NSC一方面分泌細(xì)胞因子,產(chǎn)生對(duì)NSC和神經(jīng)元的營(yíng)養(yǎng)、保護(hù)、抗凋亡作用;另一方面,NSC分化的細(xì)胞將產(chǎn)生神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等,有望實(shí)現(xiàn)受損細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重建與替代。同時(shí),作為基因載體,NSC還可通過(guò)基因修飾產(chǎn)生特殊的蛋白質(zhì),用于神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤和其他疾病的治療。 農(nóng)業(yè)論文發(fā)表
5 組織培養(yǎng) 在適當(dāng)?shù)臈l件作用下,NSC有可能在體外培養(yǎng)體系中形成神經(jīng)組織,如果此目標(biāo)實(shí)現(xiàn),將大大推進(jìn)NSC的臨床應(yīng)用。
6 病毒致神經(jīng)疾病機(jī)制研究 NSC已用于鼠的致腫瘤病毒的神經(jīng)疾病發(fā)病機(jī)制的研究。通過(guò)將病毒轉(zhuǎn)染到 NSC中,利用NSC的生物學(xué)特性,使病毒在試驗(yàn)動(dòng)物腦內(nèi)擴(kuò)散,觀察其神經(jīng)毒力。
7 NSC聯(lián)合生物材料應(yīng)用 通過(guò)在損傷的神經(jīng)組織中植入生物材料“支架”,保護(hù)了神經(jīng)組織不受進(jìn)—步的損害,減少疤痕和空洞的形成,在一定程度上促進(jìn)和引導(dǎo)了神經(jīng)軸突的再生和延伸。Suzuki等使用藻酸鹽為載體填充損傷的脊髓后,將胚胎海馬源性的NSC植入損傷部位,2周后發(fā)現(xiàn)NSC明顯移行,并整合入受者脊髓中;不使用藻酸鹽,移植細(xì)胞成活很少。目前這方面的研究不多。可應(yīng)用的生物材料主要有:a.天然聚合物:藻酸鹽水凝膠、Ⅰ型膠原等;b.合成生物可降解材料:聚乳酸等;c.合成生物非降解聚合物:聚甲基丙烯酸羥乙酯等;d.可降解材料復(fù)臺(tái)物:聚羥基丁酸鹽與藻酸鹽水凝膠復(fù)合物等;e.非降解材料復(fù)合物導(dǎo)管:丙烯酸聚合物或PNA/PVC的共聚物制成的導(dǎo)管。Borgen
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